中國儲能網(wǎng)訊：高密度儲電電池技術(shù)突破之時就是下一輪能源革命成功之日。電動汽車不會終結(jié)化石能源時代，高密度儲能電池的廣泛普遍的使用才會讓化石能源退出歷史舞臺。
陳衛(wèi)東 |文
2017年能源領(lǐng)域的頭號新聞是什么？我以為是多個國家先后宣布在2040年前后停止銷售內(nèi)燃機汽車。2017年7月法國政府宣布2040年后法國禁售汽油柴油汽車，一周之后，英國政府也做了類似的宣布。瑞典丹麥挪威等一直在可再生能源領(lǐng)域領(lǐng)先的國家更早宣布了更為激進的汽柴油汽車禁售的計劃。讓世人矚目的是。隨后中國政府也宣布正在研究禁售汽柴油汽車的時間表。
只生產(chǎn)純電動汽車的特斯拉在量產(chǎn)Model 3前的年產(chǎn)量不過8萬輛左右，但在2017年7月其市值一度超過了百年汽車巨人通用汽車公司和福特公司，通用和福特的年產(chǎn)量都數(shù)十倍甚至百倍于特斯拉。但投資人相信電動汽車代表著未來。沃爾沃汽車公司在此前不久宣布2019年之后公司發(fā)布的新車都將是純電的或是油電混合動力的，在世界汽車巨頭中表現(xiàn)的最為“進取”。2017年我們看到，世界上幾乎所有大的汽車生產(chǎn)商都在“觸電”，最強大的德國汽車產(chǎn)業(yè)，也于2017年下半年在“觸電”的問題上“進取”了起來。
正是內(nèi)燃機汽車的出現(xiàn)把人類文明帶進了“石油時代”，就像蒸汽機的出現(xiàn)造就了“煤炭時代”。電動汽車、網(wǎng)絡(luò)和人工智能將會把人類帶入一個什么樣的新時代？也許今天的我還沒有能力來回答，但是我很清楚地知道能源轉(zhuǎn)型是不可避免的，因為人們一直在追求有保障的、更便利的、更潔凈的和用得起的能源。
高碳能源沒有未來
能源轉(zhuǎn)型從木柴生物質(zhì)到煤炭、從煤炭到石油再到天然氣，盡管可再生能源在過去十幾年增長很快，世界能源結(jié)構(gòu)中化石能源還是主體，占比高達83％（煤炭28％、石油31％、天然氣24％），在中國化石能源的比例為86％（煤炭62％、石油18％、天然氣6％），在可再生能源發(fā)展的結(jié)構(gòu)和速度上中國大有后來居上之勢，目前風(fēng)電和光伏裝機的增量和總量居世界首位，新能源在能源結(jié)構(gòu)中的比例也在快速增加。
在能源轉(zhuǎn)型的道路上，工業(yè)革命以來OECD國家有兩個明顯不同的發(fā)展階段：1.化石能源煤炭石油天然氣比例的改變，近半個世紀(jì)以來最明顯的變化就是以氣代煤；2.可再生能源增長快于化石能源，新增能源消費需求更多用可再生能源滿足。
從城市到國家到全球，隨著人類文明的不斷進步，我們意識到了節(jié)能減排、能源轉(zhuǎn)型是全人類的事業(yè)，必須共同努力才能實現(xiàn)。能源轉(zhuǎn)型的一個明顯軌跡是從高碳到低碳再到無碳。煤炭和石油是高碳的能源，這是煤炭和石油的物理化學(xué)性質(zhì)決定的。在化石能源中，天然氣化學(xué)分子結(jié)構(gòu)里碳的含量是最低的，理論和實測的結(jié)果都表明，作為能源燃料的天然氣，二氧化碳排放只有煤炭的一半和石油的70％。所以工業(yè)革命以來全球能源轉(zhuǎn)型的起點無一例外都是從減少煤炭消費開始的，英國如此、歐洲如此，美國亦如此，中國能源轉(zhuǎn)型也是從潔凈使用煤炭和減少煤炭使用開始的。
工業(yè)革命以來，煤炭是最容易獲得的能源燃料，所有國家在工業(yè)化啟動和發(fā)展上升階段，其主體能源幾乎無一例外都是煤炭。中國改革開放40年，經(jīng)濟的高速發(fā)展也是靠煤炭支撐，煤炭至今仍是中國的主體能源，煤炭工業(yè)對中國經(jīng)濟發(fā)展貢獻巨大功不可沒。印度已經(jīng)進入了經(jīng)濟發(fā)展的起飛期，煤炭在印度現(xiàn)代化發(fā)展進程中同樣是不可或缺的“主體能源”。中國已經(jīng)進入了有意識地“以氣代煤以電代煤”的能源轉(zhuǎn)型的“初級階段”，而印度還在增加煤炭消費的階段。
中國煤炭消費于2013年到達峰值，中國煤炭消費達峰是全球能源轉(zhuǎn)型的“大事件”，全球矚目。中國是世界能源消費第一大國，中國生產(chǎn)和消費了全球一半左右的煤炭，因此中國是世界第一排放大國，排放了全球近30％的二氧化碳。中國是巴黎協(xié)定的積極參與大國和堅定執(zhí)行該協(xié)議的負(fù)責(zé)任大國，從中國政府近幾個月出臺的文件看，中國政府發(fā)展清潔能源可再生能源的決心堅定，措施堅決，盡管國內(nèi)有聲音質(zhì)疑減少煤炭消費的合理性和可行性。
從英國、歐洲和美國等主要發(fā)達國家能源轉(zhuǎn)型的歷程來看，煤炭時代的終結(jié)還會有很長的一段路程，甚至在某些國家會有些反復(fù)。上世紀(jì)70年代，英國撒切爾政府下了極大的決心、動用了強大的強制手段關(guān)閉煤礦以減少煤炭消費，直到40年后的今天，英國才完成了全部煤礦的關(guān)閉作業(yè)。美國奧巴馬政府的潔凈能源政策受到了特朗普總統(tǒng)的質(zhì)疑和挑戰(zhàn)，特朗普政府退出巴黎協(xié)定，并宣稱“他（特朗普）是站在匹茲堡而不是巴黎在講話”。特朗普對煤炭產(chǎn)業(yè)的態(tài)度受到了美國部分煤炭產(chǎn)區(qū)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員的歡迎，但就我接觸到的能源專家和市場分析人員來看，他們都不認(rèn)為煤炭工業(yè)能夠重振輝煌。美國頁巖氣革命使得美國成為世界第一大天然氣生產(chǎn)國，美國已經(jīng)由天然氣進口國轉(zhuǎn)變成為了LNG出口大國，僅從經(jīng)濟的角度上看，煤炭已經(jīng)失去了與天然氣的競爭力。
中國國家能源局發(fā)布的“十三五”能源發(fā)展規(guī)劃中，天然氣被定位為“轉(zhuǎn)型過程中的主體能源”，基于資源稟賦和發(fā)展階段的原因，中國天然氣的價格是等值熱值煤炭價格的3倍到4倍，增加中國天然氣消費受到了經(jīng)濟性的約束。中國特色社會主義強大的政府調(diào)控能力是中國能源轉(zhuǎn)型進程的一個有利因素，人民減輕霧霾追求良好生活環(huán)境的強烈愿望是加快中國能源轉(zhuǎn)型根本的和最強大的動力。中國目前第二大經(jīng)濟實體的體量、技術(shù)的巨大進步和潛力、全球化和“一帶一路”倡議的大格局都是中國能源轉(zhuǎn)型勢在必行和不可逆轉(zhuǎn)的重要驅(qū)動力。高碳能源向低碳和無碳能源轉(zhuǎn)型是不可逆轉(zhuǎn)的世界潮流，也是中國能源行業(yè)發(fā)展的必由之路，企業(yè)家們在規(guī)劃自己企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略時應(yīng)該記住一句說了百年的名言：“世界潮流，浩浩殤殤，順之者昌，逆之者亡”，高碳能源沒有未來。
從低密度能源到高密度能源
能源轉(zhuǎn)型的另一個軌跡是“低密度能源向高密度能源”的轉(zhuǎn)型。從木柴生物質(zhì)到煤炭到石油天然氣再到核能，能源燃料密度漸次增加的進程很容易了解，這就是同等重量或者體積的能源燃料可以釋放更高的熱值。低密度向高密度轉(zhuǎn)型的主要驅(qū)動力是技術(shù)進步。由于技術(shù)進步的不確定性和不完備性，低密度能源向高密度能源轉(zhuǎn)型的進程有明顯的中斷和轉(zhuǎn)折，不像高碳向低碳向無碳轉(zhuǎn)型那么連續(xù)和明顯。
裂變式核電站發(fā)展的最大障礙我以為主要是重大事故發(fā)生后的處置成本太高，對事故區(qū)域影響的時間非常長。三里島、切爾諾貝利和福島核電事故對裂變式核電的發(fā)展負(fù)面影響是巨大的，而且越是后發(fā)的事故對行業(yè)的影響也越大。德國堅定去核化國家戰(zhàn)略的形成其中一個重要原因就是：萬一事故發(fā)生后的處置成本可能高于核電本身帶來的利益，現(xiàn)在的核電技術(shù)尚無法杜絕萬一的事故，能源發(fā)展戰(zhàn)略不能置于不發(fā)生核電事故的前提之上，這是符合邏輯的選擇，即使發(fā)生事故的概率是萬分之一。
為了杜絕這萬分之一的風(fēng)險，裂變式核電的建設(shè)成本變得越來越高，經(jīng)濟性又成為了選擇核電的另一個負(fù)面因素。在核能技術(shù)方面人們還在努力，還在追求可實現(xiàn)更高能源密度的技術(shù)突破，可控?zé)岷司圩兗夹g(shù)實現(xiàn)商業(yè)運行之時，也許就是人類獲得能源解放之日。
能源轉(zhuǎn)型的大趨勢是清晰的，而且有明顯的階段性。就每個國家而言，能源轉(zhuǎn)型的進程與國家資源稟賦、工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展階段、社會文明的發(fā)展階段密切相關(guān)。就能源結(jié)構(gòu)而言，中國還處于能源的煤炭時代，但可喜的是已經(jīng)到達了“峰值期”。美國能源還處于石油時代，其石油消費也進入了“峰值期”。歐洲在能源轉(zhuǎn)型方面走在了世界的前面，可再生能源對化石能源的替代進入了加速發(fā)展期，其天然氣消費似乎也進入了“峰值期”。
風(fēng)能太陽能為主的可再生能源進入了加速發(fā)展期，它們的明顯特征是不連續(xù)和低密度。風(fēng)能太陽能的發(fā)展似乎并不符合此前“低密度向高密度”能源轉(zhuǎn)型的發(fā)展規(guī)律，為什么能源轉(zhuǎn)型的規(guī)律在這里發(fā)生了“斷裂”和“折返”？或者是“低密度向高密度轉(zhuǎn)型”的規(guī)律根本就不存在，是我對能源轉(zhuǎn)型趨勢的“誤讀”？經(jīng)過再三思考，我仍然認(rèn)為，低密度向高密度轉(zhuǎn)型的規(guī)律是存在的，出現(xiàn)“斷裂”和“折返”原因在于“技術(shù)突破滯后”了。
自然界的核燃料礦藏的品位是非常低的，經(jīng)過勘探開采篩選的極高技術(shù)的濃縮加工之后，核燃料才成為了能源密度最高的能源燃料。柴油是目前內(nèi)燃機使用的最高密度的能源燃料，也是經(jīng)過復(fù)雜的勘探開采和冶煉過程的石油產(chǎn)品，是人為的高技術(shù)的“加工”賦予了柴油“高能量”。
風(fēng)能太陽能現(xiàn)在被認(rèn)為是“不連續(xù)的低密度”的能源，我以為最重要的原因?qū)ζ洹叭藶榧庸ぬ釤挕钡某潭炔粔?，也就是說儲能技術(shù)突破嚴(yán)重“滯后”了。如果電池儲能技術(shù)有了重大的突破，當(dāng)電池儲能可以大規(guī)模使用時，風(fēng)能太陽能將會成為“穩(wěn)定的連續(xù)的”電力來源。單位重量的電池儲存的電量越多其能源密度就越高，電力的使用也就越廣泛越便利。
設(shè)想一下，當(dāng)儲能電池單位重量的儲電能力提高4倍，現(xiàn)在1噸重的車載電池就可以減輕到250公斤左右，加上電機等驅(qū)動裝置，電動汽車的整個動力系統(tǒng)重量就會和現(xiàn)實的內(nèi)燃機汽車動力系統(tǒng)的重量大體相當(dāng)。電池體積重量大規(guī)?？s小降低，其充放電效能和效率也必將成倍提高，電動汽車對內(nèi)燃機汽車的替代速度必將迅速提升。我相信高密度儲電電池技術(shù)突破之時就是下一輪能源革命成功之日。電動汽車不會終結(jié)化石能源時代，高密度儲能電池的廣泛普遍的使用才會讓化石能源退出歷史舞臺。
石油巨頭大轉(zhuǎn)身
在能源轉(zhuǎn)型不可逆轉(zhuǎn)的大背景下，傳統(tǒng)的石油公司都在尋求突破之法和生存之道，殼牌石油公司過去幾年的轉(zhuǎn)型之路是非?？扇牲c的，今年其完成了對英國BG公司的并購，使其完成了從上下游一體化的石油公司向上下游一體化天然氣公司的轉(zhuǎn)型。盡管包括?？松梨诠驹趦?nèi)的五大跨國石油公司十年前就開始調(diào)整油氣資產(chǎn)和油氣業(yè)務(wù)的比例，估計到2017年底，五大跨國石油公司天然氣的當(dāng)量產(chǎn)量都將超過其原油的產(chǎn)量，但唯有殼牌石油公司轉(zhuǎn)型天然氣上下游一體化公司的戰(zhàn)略執(zhí)行得最為堅決、行動最為迅速。
10月13日，殼牌公司宣布收購歐洲最大電動車充電公司NewMotion，該公司在荷蘭、德國、法國和英國運營3萬多個私人充電樁，為家庭和企業(yè)提供電動汽車充電服務(wù)，還在歐洲25國為超過10萬張注冊充電卡提供接入公共充電樁網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)。通過這次并購，殼牌公司一舉成為了歐洲最大的電動汽車充電服務(wù)公司。
殼牌公司英國區(qū)主席Sinead Lynch女士在一篇文章中解釋了殼牌公司進入汽車充電服務(wù)的戰(zhàn)略考量：交通運輸燃料“馬賽克化”是走向低碳社會的必然選擇，汽油、柴油、LNG、純電、油電混動、氫燃料電池等等，交通運輸領(lǐng)域燃料多元化的背后原因是低碳減排的能源轉(zhuǎn)型大趨勢。汽車排放了英國總排放的四分之一，汽車減排，電動汽車將扮演重要的角色。
2016年4月，殼牌集團成立新能源事業(yè)部。下一步，殼牌是否會通過其遍布全球的加油站網(wǎng)絡(luò)拓展汽車充電業(yè)務(wù)，是值得密切關(guān)注的戰(zhàn)略動態(tài)。
過去我們常講，石油具有資源、金融和政治三重屬性，煤炭和天然氣或多或少也具備這三重屬性，而巴黎協(xié)定拯救地球的目標(biāo)又賦予了能源“道德”屬性。節(jié)能減排、能源轉(zhuǎn)型超越了資源稟賦和經(jīng)濟發(fā)展的傳統(tǒng)范疇，今天的中國，在全球能源轉(zhuǎn)型中的重要性人們怎么強調(diào)都不過分，習(xí)近平主席提出我國能源發(fā)展的“四個革命一個合作”的戰(zhàn)略思想，正在引導(dǎo)中國在世界能源轉(zhuǎn)型中承擔(dān)起歷史賦予的責(zé)任。
中國石油央企在能源轉(zhuǎn)型中也是極其重要的角色，過去幾年殼牌石油公司的轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略和實踐值得我們認(rèn)真學(xué)習(xí)借鑒。能源轉(zhuǎn)型留給傳統(tǒng)石油公司的時間已經(jīng)不多了，它們過去競爭的是做強做大，而它們今天要為自己的轉(zhuǎn)型和生存而競爭。
